Напряжение электрического тока

Электрический ток, напряжение — поймет даже ребенок!

Напряжение электрического тока

Всем привет, на связи с вами снова Владимир Васильев.  Новогодние празднования подходят к концу, а значить надо готовиться к рабочим будням, с чем вас дорогие друзья и поздравляю! Хех,  только не надо расстраиваться и впадать в депрессию, нужно мыслить позитивно.

Так вот в эти новогодние праздники я как-то размышлял о аудитории моего блога: «Кто он? Кто тот посетитель моего блога, что каждый день заходит почитать мои посты?».  Может быть это прошаренный  спец зашел из любопытства почитать что я тут накалякал?  А может это какой -нибудь доктор радиотехнических наук зашел посмотреть как спаять схему мультивибратора?

Источник: http://popayaem.ru/elektricheskij-tok-napryazhenie.html

Электрическое напряжение: определение, формулы и как измеряется

Напряжение электрического тока

В данной статье мы подробно разберем что такое напряжение, как просто его представить и измерить.

Определение

Напряжение — это электродвижущая сила, которая толкает свободные электроны от одного атома к другому в том же направлении.

В первые дни электричества напряжение было известно как электродвижущая сила (ЭДС). Именно поэтому в уравнениях, таких как закон Ома, напряжение представлено символом Е.

Алессандро Вольта

Единицей электрического потенциала является вольт, названный в честь Алессандро Вольта, итальянского физика, жившего между 1745 и 1827 годами.

Алессандро Вольта был одним из пионеров динамического электричества. Исследуя основные свойства электричества, он изобрел первую батарею и углубил понимание электричества.

Представление напряжения

Легче всего понять напряжении, представив давлении в трубе. При более высоком напряжении (давлении) будет течь более сильный ток. Хотя важно понимать, что напряжение (давление) может существовать без тока (потока), но ток не может существовать без напряжения (давления).

Напряжение часто называют разностью потенциалов, потому что между любыми двумя точками в цепи будет существовать разница в потенциальной энергии электронов. Когда электроны протекают через батарею, их потенциальная энергия увеличивается, но когда они протекают через лампочку, их потенциальная энергия будет уменьшаться, эта энергия покинет цепь в виде света и тепла.

Возьмите, например, обычную 1,5-вольтовую батарею AA, между двумя клеммами (+ и -) есть разность потенциалов 1,5 Вольт.

Напряжение или разность потенциалов — это просто измерение количества энергии (в джоулях) на единицу заряда (кулона). Например, в 1,5-вольтовой батарее AA каждый кулон (заряд) будет получать 1,5 вольт или джоулей энергии.

Напряжение = [Джоуль ÷ Кулон]

1 вольт = 1 джоуль на кулон

100 вольт = 100 джоулей на кулон

1 кулон = 6 200 000 000 000 000 000 электронов (6,2 × 10 18 )

В чем измеряется напряжение

Мы измеряем напряжение в единицах «Вольт», которые обычно обозначаются просто буквой «V» на чертежах и технической литературе. Часто необходимо количественно определить величину напряжения, это делается в соответствии с единицами СИ, наиболее распространенные величины напряжения, которые вы увидите:

  • мегавольт (мВ)
  • киловольт (кВ)
  • вольт (В)
  • милливольт (мВ)
  • микровольт (мкВ)

Напряжение всегда измеряется в двух точках с помощью устройства, называемого вольтметром. Вольтметры являются либо цифровыми, либо аналоговыми, причем последний является наиболее точным.

Вольтметры обычно встроены в портативные цифровые мультиметровые устройства, как показано ниже, они являются распространенным и часто важным инструментом для любого электрика или инженера-электрика.

Обычно вы найдете аналоговые вольтметры на старых электрических панелях, таких как распределительные щиты и генераторы, но почти все новое оборудование будет поставляться с цифровыми счетчиками в качестве стандарта.

Портативный цифровой мультиметр с функцией вольтметра

На электрических схемах вы увидите устройства вольтметра, обозначенные буквой V внутри круга, как показано ниже:

Расчет напряжения

В электрических цепях напряжение может быть рассчитано в соответствии с треугольником Ома. Чтобы найти напряжение (V), просто умножьте ток (I) на сопротивление (R).

Напряжение (V) = ток (I) * сопротивление (R)

V = I *R

Пример

Ток в цепи (I) = 10 А
Сопротивление цепи (R) = 2 Ом

Напряжение (V) = 10 А * 2 Ом

Ответ: V = 20В

Резюме

  • Напряжение — это сила, которая перемещает электроны от одного атома к другому
  • Напряжение также известно как разность потенциалов
  • Напряжение измеряется в единицах «вольт» (В)
  • Батареи увеличивают потенциальную энергию электронов
  • Лампочки и другие нагрузки уменьшают потенциальную энергию электронов
  • Напряжение измеряется с помощью вольтметра
  • Напряжение цепи можно рассчитать путем умножения тока и сопротивления

Источник: https://meanders.ru/naprjazhenie.shtml

��� ����� ����������, ��� � �������������: ��� ��� ������������ �� ��������

Напряжение электрического тока

� �������������� ��� �������� ���������, ����������� ������ ������������� �����, ������������ ������� ����, ����������� � ��������������. ������ �� ��� ����� ����������� ���������� �� �������������� ����������������.�

������������� ���

����� ������������ ��� �������������� �������� ���������� ������ (���������, �����, ������� � ������) ����� ������������ ����� ��������. ����������� � ���������� ��������� ������ ���������� ��� � ���� ����.�

�������� �������������� ����, �������� �� ��� ������������ ����������

������������ ����������� ��� ���������� ������� �������� ������� ���� ���, ������ �������, ���������� �������, ���������� ������� ��� �� ������������. ���� ������ ���������� ������ ���������� ������, �� �� ������������ ����������� ����� ������������.

�� ���� �������� �������� ��� ����������� � ������, ������������ � ���������. ��� ������� ���������� ���������� ���������� �������������� ������ ����� ����� � ���� ��������� ��������� ���������� �������������� ����, �������� ������.�

� ���������� ���������� ��������������� ������� ����� �������� �������������� ���� �� ���� ������������ ���������� ������ ��������, ������������� � ���� ��������, ��� ��� ������ �������������� ������.�

����� ����� ������� ����� ������������ �������� ���� ������:�

1. ����� � ���������-������������ �� ���� �������� ���������� ��� �������� � ������� � ����� � �������������� � �������������� ������� ������;�

2. ����� �� �������, ������� � ����� ��� ������� ������������ ����������, ���������� �������� ���������������� �������;�

3. ����������������� ���������� ���������� ����������� ���������� � �����.�

������������� ��� ����� ���������� ���:�

  • ���������� � ���������� �������� ������� �������� ������������� �����������;�
  • ������� �����������, �� ���������� � ������ ������ �����������������;�
  • ���������� ���������� �������, ��������� � ���������� ����� �������;�
  • ����������� ������������ �� ��������� ���������� ����.�

����� ������� �������������� ���� ����� ����:�

1. ���������� � ���� ������ ����� �� ��������� �������;�

2. ���������� �������������� ����������, ������ ����������� ��������� ������������������� �������������;�

3. ��������, ����� ������������ ���������, �� � �������, ���� ����������� ������, ������� � ��������� ������� ����� ���� ������ ��������;�

4. ������������, ����� ����������� �������� ����� � ��� �� ��� ���������, � ��������� ���������� ������������ �� �������� �� ������������� �������� �� ������ ������������� ������.

������������� ��� ����� ��������� �������� ��� �������� ������, ����� ��:�

  • ������������� � �������� ���������;�
  • ������� ������ �������� ���������;�
  • ��������� ������������ ������ �� ���� ���������� ��� ������������ ��������� ������ ���� �������� ������� � ���������, ������������ � �����������;�
  • ��������� ���������������� ��������� � � ��������� ������ �������.�

��� ����������� �������������� ���� �� �������� ����� ����������� ����, ����������:�

  • �������� �������� ����������� ����� � ���������;�
  • ������������ �������� ����� � ��������������� ������������� �����;�
  • ���������� �������������� ����������������� ������� � ���������� ����� � ���������� ��������� ���������.�

������������ ������������� �������� � ������������ ��������� ���� ��������� ������������� ����������� �������������� ���� � ����� �����������.

��������, ������� ����������� �������� ����� � ���������������, ���������� � ����������� ����������� �� ���� �������� �����������, ������������ ��� ����������� ��������� �������.

� �� �� ����� �������� ��� ������� ��������� ��� ��������� ����� ������ ������������� ����� � �������������, ���������� �� ������������ ��������.�

���������� ������������� ��� � �������������� ������ ������� ����� ����� ������ ������� ��������� � ������� ������� � �������. ������������ ������� ���������������� � ������ ������� ����������������� ������� 50 ��� 60 ����. ��� ������ ����� �������������� � ��������� ����������� �������:�

  • ��������������, ������� ������� ��������;�
  • ���������������, ����������� ����������� ������ ������������ ���������.�

������ �������, ��� ������������� ��� ��������� ��������� ���������� ������ ������ ������������ ���������������� ����� � ��� �������� ����� ������������. ������, ����� ���������� � ������ ��� ����, ���������� �������������, ����� ������������� ���������������� ���������� ����, ��������, �������� �����.�

��� ���������� ������������� ��� � ���������

����������� ���������� ��� ��������� ��������� ����������� � ��� ���� ������ ����� �������� �� ��������� ����������� � ��������� �������. � ����� ������� ���������� ��������������� ��������.�

���������� �������� �� ���� ���������� � ����� ����� �������, ������� ������������ ���� ������������� �������. �� ��������� ������������ ����������� � ��� ���� �������������� ����, � ������ ��� �������� ����������� ���������� � ������� ��������� � ������ ��������������� �������, �� ���� ���� ������� ����� ����������� ����������� ����.

� ����� ������� ������� �������� ����������� � ����������� ���������� ��������� ���������� ��������.�

��� ���� ��������� �������� ���������� ��������, ����� ��������:�

  • ������������ ������������ ������ ��������� ������������ ��������� ������� 0,1 ���������� � �������;�
  • ���������� �������������� ���� ������������� ����������� ������� �������� � �������� ��������������� �������� ����: ����� 300 ����� ���������� � �������.�

����� �������, �������� ���������� �������������� ���� ��������� � ��� �����, ��� � ���������� ��������� ����������, � � ���������� ��� �������� ������������ �� ��������� ����� ������ �������������� �����.�

��� �������� ���������� ������ ��������������� ������� ������� ��������� ��� ���� ���������� ��������������: ��� ����������� ���������� �������� � ������ ������� ��������� �����. �� ����, ����� 90% ������������ � ������ �� ������� ��������.

��������� ��� ������� �������� ������ �� ������ ��������������� ������������ ������, ��� ������� �������� ������������ �����, � ����������� �������������� ��������������, ��������� ������� ��������� ��������.�

���� ������ �������� �� ��������, �� ����� �����������, ��� ������������ ���������� ������ �������� ������ ������� ������������ ������� ����, ������� ��������� �������������� �������������.

�������� ���� ������ ������ ������� ��� ������� ��������, ����� ��������� ������� ����� ������������� � ������� ������������� ������������ ��������������� ������� �����������.�

������� ��� ������� �������� � ��� ������ ���������� ������������� �������������, � ��� ���������� � ������������� ������������. ����� ����������� ������� ��������� �� ����������� ��������, ������������ � �������� ����������� ����, �� ������ �� ��� ��������� ������� �����������������.�

������������� ���, � ����������� �� ����� ��������, �������� ��������� ��������� ������. ��� �������������� ������ ��� ������������ ������� ��������, ���������� ����� ����. �� ������������ � ������������� ������� ��������� �������� 1 �����. ��� ����������� ���� ���� � ����������� ���������� ������ ������ �I�.�

������������� ����������

���� ������ ������������ ��� �������������� ���������� ��������, ���������� ����������� ������ �� �������� �������� ���������� �������������� ������ �� ����� ����� � ������ ��� ��������� ���������� ���������� ��������� ������� �� ����������� ���������� �����.�

��������� ��������� � �������� ����� �������� ���������� ������������ �������, �� ������ �� ����������� ������, ��� ����������, ��������� � ������������ �������� ���� �����������.�

� ����������� �� ����������� ����� ������������ ��������� ������� � ������� ���������� ����������. ��� ����� ����:�

1. ���������� � � ����� �������������� � ����������� ����;�

2. ���������� � � ������ � ����������� � ��������������� ������.�

��� ������� ������ ������������ ����� �������������� �������������� � ������������� ����������, ���:�

  • ��������� � ���������� ���������� �� �������� ��������� ��� �������;�
  • ���������� ��������, ������� ���������� � ���������� ������ �������;�
  • �����������, ����������� ���, ���������� ��-�������, ������������������ ��������, ������������ �� ����������� �������� ������ ������ �����������;�
  • ������������������, �������������� �� ������ ������������� �������� ������ ������� ���������.�

��� �������������� ������ ���������� ������� ������������� ������� 1 �����, � �� ������������ ���� ������ �U�.�

��� ��������������� ������������� ������� �� �������� ��������� ����� ����������� ���� � �� �������� ������� �� �������� ������������� ����������. ��� �������� ����� ��������� ��� �������� ��������, � ������������ ������� ������� � ������ � ������.

��� ������� ����������� �� ���� ����� ��������� �����.

� ������� ������������� ����� ����� ������ ���������� ������� ���������� ���������� 380/220 �����.�

������������� �������������

������ ����������� ��� �������������� ������� �������� ��������� ����������� ����� ���� �������������� ����. ��� ���� ����� ���������� ������ �����, ���������� ����������� �������� ��� ��� ��������.�

� ����� ����������� ���� ������������� ��������� �������� ������, ������� ��� �������� ��������. ��� ��� ������ ������� ����� ��������������� ������������ ���������� � ������� ��������������� � ����������� ����.�

� ����� ����������� ���� ������� �������:�

  • ���������;�
  • ��������� �������������.�

������������� �������� ��-������� �������� ����������� ��� ������ �������������� � ������������� �������:�

���������� �������������, � ���� �������, ����� ����:�

����������� ����� ������������� ��������� ����������� ������������� �������������.

��� ���������� �������� ��������������� �������� ������������� ��� ������������ ������������ ���������� �� �������� ����� � �������� ����, ���������� �� ����� �����.�

��������� ������������� ������� ������������� ������� ��������� � 1 ��.�

����������� ����, ����������, ��������������

������������ �������� ��������� ����������� ����� ����� ���������������� �������� ��������� � �������������� ������, � ������� ���� �������� ������ ����� (������ � �������� ����) ������� �� �������� ����������� � ������ ���� (���������� ����������) � ��������� ����������� ������, ����������� ��������� (��������������).

�������������� ��������������, ����������� ����������� �������������� �������������, ���� � ���������� ������� ����������� � ������������ ����� ��. �� ����� ������ ��� ������� ������� ������������� ���� � ��� �������. ��������� �������� �����: ���������� ������ ��� �� ��������

��� ������ �������� ������������� ������� �������������� ��������� ����������, ���������� � �������.

��������� �������� ���, ���������� �� ����. ��������� �� ���� ��������� ������� �� �� ����������, �� ��������� ������� � ����� ����� ����� ���������� ���������� � ������������, �������� ����������� ������� ����� ������������� ������� �������.�

����������� �������� ���������� �� ������� ������������� � ��������� ���� �����������.�

������ ������������� �������� ����� ����������� ������ �� ������������ �����������. ��� ����������� ���, ��� ������ ������ ������������� ���������� � �������� ���, ���������� �� ������������� �������, ������� ����������� � ��� �� ���� ������� ���������� �� ���������� �������� ����.�

����� ����������� ����������� ������������ ���������� ��� ���������� ��������� ������� �������������� ���� � ������� ���������. ��������, ��� ���������� ���� ������� ��������������� �����������, �� ��� ��������� ������� ������������� ��� �������� ����������� ���������� �������� ����� ������ ������� �� ����� �� ���� ����, ��� � ���� �������� ���������� �����.�

������ �������� ������������� ����, ����������, ������������� � ������������ ����� ���� ��������� ���������� ������� ��������� ���� ������ � ������� ��������������� ������������� �������, � ����������� ������ ����� ����� ������������� ����������� �������� � ��������.�

Источник: http://ElectricalSchool.info/main/osnovy/1689-chto-takoe-naprjazhenie-tok-i.html

Напряжение тока

Напряжение электрического тока

Наверняка, у каждого из нас, хотя бы раз в жизни, возникали вопросы о том, что такое ток, напряжение тока, заряд и др. Все это составляющие одного большого физического понятия – электричество. Давайте, на простейших примерах, попробуем изучить основные закономерности электрических явлений.

Что такое электричество

Электричество – это совокупность физических явлений, связанных с возникновением, накоплением, взаимодействием и переносом электрического заряда. По мнению большинства историков науки, первые электрические явления были открыты древнегреческим философом Фалесом в седьмом веке до нашей эры.

Фалес наблюдал действие статического электричества: притяжение к натертому шерстью янтарю легких предметов и частичек.

Чтобы повторить этот опыт самостоятельно вам необходимо потереть о шерстяную или хлопковую ткань любой пластиковый предмет (например, ручку или линейку) и поднести его к мелконарезанным кусочкам бумаги.

Первой серьезной научной работой, в которой описаны исследования электрических явлений стал трактат английского ученого Уильяма Гилберта «О магните, магнитных телах и большом магните – Земле» изданный в 1600 г. В этой работе автор описал результаты своих опытов с магнитами и наэлектризованными телами. Здесь же впервые упоминается термин электричество.

Исследования У. Гилберта дали серьезный толчок развитию науки об электричестве и магнетизме: за период с начала 17 до конца 19 века было проведено большое количество экспериментов и сформулированы основные законы, описывающие электромагнитные явления.

А в 1897 году английский физик Джозеф Томсон открыл электрон – элементарную заряженную частицу, которая определяет электрические и магнитные свойства вещества. Электрон (на древнегреческом языке электрон – это янтарь) имеет отрицательный заряд примерно равный 1,602*10-19 Кл (Кулона) и массу равную 9,109*10-31 кг.

Благодаря электронам и другим заряженным частицам происходят электрические и магнитные процессы в веществах.

Что такое напряжение

Перемещение заряженных частиц в телах и веществах происходит благодаря разности потенциалов или электрическому напряжению.

Напряжение (напряжение тока) — это физическая величина равная отношению работы электрического поля затраченной на перенос электрического заряда из одной точки в другую (между полюсами) к этому заряду. Напряжение измеряется в Вольтах (В) и обозначается буквой V.

Для того чтобы переместить между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж (Джоуль), необходимо напряжение тока равное 1 В.

Для лучшего понимания взаимосвязей между разностью потенциалов, электрическим зарядом и током воспользуемся следующим наглядным примером.

Представим емкость с трубой внизу, наполненную до определенного уровня водой.

Условимся, что количество воды соответствует величине заряда, высота воды в емкости (давление столба жидкости) – это напряжение, а интенсивность выхода потока воды из трубы – это электрический ток.

Чем больше воды в резервуаре, тем больше высота столба воды и выше давление. Аналогично в электрических явлениях: чем больше величина заряда, тем выше напряжение необходимое для его переноса.

Начнем выпускать воду: давление в резервуаре будет уменьшаться. Т. е. с уменьшением величины заряда – снижается напряжение тока.

Также наглядно это видно при работе фонарика с начавшими разряжаться батарейками: по мере того как разряжаются батарейки яркость лампочки становится все меньше и меньше.

Электрический ток

Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. Носителями заряда, при этом, могут быть электроны, ионы, протоны и дырки. Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц и наличие электрического поля.

В зависимости от наличия или отсутствия заряженных частиц в веществах, они могут быть проводниками, полупроводниками и диэлектриками. Условно направлением движения тока считается направление от положительно заряженного полюса к отрицательному.

На практике направление движения зараженных частиц зависит от знака их заряда: отрицательно заряженные электроны движутся от минуса к плюсу, положительно заряженные ионы – от плюса к минусу.

Количественной характеристикой электрического тока является сила тока. Сила тока обозначается буквой I и измеряется в Амперах (А). Сила тока в 1 А возникает при прохождении через поперечное сечение проводника заряда в 1 К за 1 сек.

Вернемся к примеру, с водой в емкости. Возьмем два резервуара с одинаковым уровнем воды, но разными диаметрами труб на выходе.

Сравним характер вытекания воды из обоих резервуаров: уровень воды в левом баке уменьшается быстрее, чем в правом. Т. е. интенсивность истечения воды зависит от диаметра трубы. Попробуем уравнять два потока: добавим в правый бак воду, таким образом увеличив высоту столба жидкости.

Это повысит давление в правом баке и, соответственно, увеличит интенсивность истечения воды. Аналогично и в электрических цепях: с увеличением напряжения тока, увеличивается и его сила. Аналогом диаметра трубы в цепи является электрическое сопротивление проводника.

Приведенные примеры с водой наглядно демонстрируют связь между электрическим током, напряжением тока и сопротивлением.

Различают постоянный и переменный электрические токи. Если заряженные частицы постоянно движутся в одном направлении, то в цепи – постоянный ток и, соответственно, постоянное напряжение тока.

Если направление движения частиц периодически меняется (они перемещаются то в одном, то в другом направлении), то это – переменный ток и возникает он, соответственно, при наличии переменного напряжения (т. е. когда разность потенциалов меняет свою полярность).

Для переменного тока характерно периодическое изменение величины силы тока: она принимает то максимальное, то минимальное значения. Эти значения силы тока являются амплитудными, или пиковыми. Частота изменения полярности напряжения может быть разной.

Например, в нашей стране эта частота равна 50 Герц (т. е. напряжение меняет свою полярность 50 раз в секунду), а в США частота переменного тока – 60 Гц (Герц).

Источник: https://www.calc.ru/Napryazheniye-Toka.html

Что такое напряжение электрического тока простыми словами

Напряжение электрического тока

В электротехнике для описания процессов, протекающих внутри электрических цепей, используются термины «ток», «напряжение» и «сопротивление». Каждый из них имеет собственное назначение со специфическими характеристиками.

Слово используется для характеристики движения заряженных частиц (электроны, дырки, катионы и анионы) через определенную среду вещества. Направление и количество носителей заряда определяет тип и силу тока.

Основные характеристики тока, влияющие на его практическое применение

Обязательным требованием для протекания зарядов является наличие цепи или, другим словами, замкнутого контура, создающего условия для их передвижения. Если внутри движущихся частиц образуется разрыв, то их направленное перемещение сразу прекращается.

На этом принципе работают все выключатели и защиты, используемые в электрике. Они создают разделение подвижными контактами токопроводящих частей между собой и этим действием прерывают протекание электрического тока, отключая прибор.

В энергетике наибольшее распространение получил метод создания электрического тока за счет передвижения электронов внутри металлов, изготовленных в виде проводов, шин или других токопроводящих частей.

Кроме этого способа также используется создание тока внутри:

1. газов и жидкостей-электролитов за счет движения электронов или катионов и анионов — ионов с положительными и отрицательными знаками заряда;

2. среды из вакуума, воздуха и газов при условии передвижения электронов, вызванного явлением термоэлектронной эмиссии;

3. полупроводниковых материалов вследствие перемещения электронов и дырок.

Электрический ток может возникнуть при:

приложении к заряженным частицам внешней разности электрических потенциалов;

нагреве проводников, не являющихся в данный момент сверхпроводниками;

протекании химических реакций, связанных с выделением новых веществ;

воздействии приложенного на проводник магнитного поля.

Форма сигнала электрического тока может быть:

1. постоянной в виде прямой линии на временном графике;

2. переменной синусоидальной гармоникой, хорошо описываемой основными тригонометрическими соотношениями;

3. меандром, грубо напоминающим синусоиду, но с резкими, ярко выраженными углами, которые в отдельных случаях могут быть хорошо сглажены;

4. пульсирующей, когда направление остается одним и тем же без изменения, а амплитуда колеблется периодически от нулевого до максимального значения по вполне определенному закону.

Электрический ток может совершать полезную для человека работу, когда он:

преобразуется в световое излучение;

создает нагрев тепловых элементов;

совершает механическую работу за счет притяжения или отталкивания подвижных якорей либо вращения роторов с приводами, закрепленных в подшипниках;

формирует электромагнитное излучение и в некоторых других случаях.

При прохождении электрического тока по проводам может создаваться вред, вызываемый:

излишним нагревом токонесущих цепей и контактов;

образованием вихревых токов в магнитопроводах электрических машин;

излучением электроэнергии электромагнитными волнами в окружающую среду и некоторыми подобными явлениями.

Конструкторы электрических приборов и разработчики различных схем учитывают перечисленные возможности электрического тока в своих устройствах.

Например, вредное воздействие вихревых токов в трансформаторах, двигателях и генераторах уменьшается за счет шихтовки сердечников, используемых для пропускания магнитных потоков.

В то же время вихревой ток успешно применяют для разогрева среды внутри электрических печей и микроволновок, работающих на индукционном принципе.

Переменный электрический ток с синусоидальной формой сигнала может иметь разную частоту колебаний в единицу времени — секунду. Промышленная частота электроустановок в разных странах стандартизирована числами 50 или 60 герц. Для других целей электротехники и радиодела применяются сигналы:

низкочастотные, имеющие меньшие значения;

высокочастотные, значительно превышающие спектр промышленных устройств.

Обычно принято, что электрический ток создается движением заряженных частиц внутри определенной макроскопической среды и его называют током проводимости . Однако, может возникнуть и другой вид тока, называемый конвекционным, когда передвигаются макроскопические заряженные тела, например, дождевые капли.

Как образуется электрический ток в металлах

Перемещение электронов под действием постоянно приложенной к ним силы вполне можно сравнить со снижением парашютиста с раскрытым куполом. В обоих случаях происходит равноускоренное движение.

Парашютист движется за счет притяжения к земле силой тяжести, которой противостоит сила сопротивления воздуха. На электроны воздействует приложенная к ним сила электрического поля, а мешают его движению непрерывные соударения с другими частицами — ионами кристаллических решеток, за счет чего гасится часть воздействия приложенной силы.

В обоих случаях средняя скорость парашютиста и перемещения электронов достигает постоянной величины.

При этом создается довольно уникальная ситуация, когда скорость:

собственного передвижения одного электрона определяется величиной порядка 0,1 миллиметра в секунду;

протекание электрического тока соответствует значительно большей величине — скорости распространения световых волн: около 300 тысяч километров в секунду.

Таким образом, скорость протекания электрического тока создается в том месте, где к электронам приложено напряжение, и в результате оно начинает перемещаться со скоростью света внутри токопроводящей среды.

При движении электронов внутри кристаллической решетки металла возникает еще одна интересная закономерность: его сталкивание происходит примерно с каждым десятым встречным ионом. То есть, около 90% столкновений с ионами он успешно избегает.

Объяснить это явление помогают законы не только фундаментальной классической физики, как принято понимать большинством людей, а действующие дополнительные закономерности, описанные теорией квантовой механики.

Если кратко выразить их действие, то можно представить, что передвижению электронов внутри металлов мешают тяжелые «качающиеся» большие ионы, которые оказывают дополнительное сопротивление.

Особенно этот эффект хорошо заметен при нагреве металлов, когда «качания» тяжелых ионов увеличиваются и снижают электрическую проводимость кристаллических решеток проводников.

Поэтому при нагреве металлов у них всегда повышается электрическое сопротивление, а при охлаждении — увеличивается проводимость. Когда температура металла снижается до критических значений, приближенных к величине абсолютного нуля, во многих из них возникает явление сверхпроводимости.

Электрический ток, в зависимости от своей величины, способен совершать различную работу. Для количественной оценки его возможностей принята величина, называемая силой тока. Ее размерностью в международной системе измерений является 1 ампер. Для обозначения силы тока в технической литературе принят индекс «I».

Этот термин используется как характеристика физической величины, выражающей затраченную работу по переносу пробного единичного электрического заряда из одной точки в другую без изменения характеров размещения остальных зарядов на действующих источниках полей.

Поскольку начальная и конечная точки обладают различными потенциалами энергии, то работа на перемещение заряда, или напряжение, совпадает с соотношением разности этих потенциалов.

В зависимости от протекающих токов используются различные термины и способы вычисления напряжения. Оно может быть:

1. постоянным — в цепях электростатики и постоянного тока;

2. переменным — в схемах с переменными и синусоидальными токами.

Для второго случая используются такие дополнительные характеристики и разновидности напряжения, как:

амплитуда — наибольшее отклонение от нулевого положения оси абсцисс;

мгновенная величина, которая выражается в конкретный момент времени;

действующее, эффективное или, называемое по-другому, среднеквадратичное значение, определяемое по совершаемой активной работе одного полупериода;

средневыпрямленное, рассчитываемое по модулю выпрямленного значения одного периода гармоники.

Для количественной оценки напряжения введена международная единица 1 вольт, а ее обозначением стал символ «U».

При транспортировке электрической энергии по проводам воздушных линий конструкция опор и их габариты зависят от значения используемого напряжения. Его величину между проводами фаз называют линейной, а относительно каждого провода и землей — фазной.

Это правило применяется ко всем видам воздушных линий.

В бытовых электрических сетях нашей страны стандартом принято трехфазное напряжение 380/220 вольт.

Термин применяется для характеристики свойств вещества ослаблять прохождение через него электрического тока. При этом могут выбираться разные среды, изменяться температура вещества или его габариты.

У цепей постоянного тока сопротивление совершает активную работу, поэтому его называют активным. Оно для любого участка прямо пропорционально приложенному напряжению и обратно пропорционально — проходящему току.

В цепях переменного тока введены понятия:

Электрический импеданс по-другому называют комплексным или полным сопротивлением с составляющими частями:

Реактивное сопротивление, в свою очередь, может быть:

Соотношения между составляющими импеданса описываются треугольником сопротивлений .

При проведении расчетов электродинамики волновое сопротивление ЛЭП определяется соотношением напряжения от падающей волны к величине тока, проходящей по линии волны.

Величиной сопротивления принята международная единица измерения в 1 Ом.

Взаимосвязь тока, напряжения, сопротивления

Классическим примеров выражения соотношений между этими характеристиками является сравнение с гидравлической схемой, в которой сила движения потока жизни (аналог — величина тока) зависит от значения приложенной к поршню силы (созданного напряжения) и характера магистралей потока, выполненных сужениями (сопротивлением).

Математические закономерности, описывающие взаимосвязь электрического сопротивления, тока и напряжения впервые опубликовал и запатентовал Георг Ом. Он вывел законы для полного контура электрической цепи и его участка. Подробнее смотрите здесь: Применение закона Ома на практике

Для замера основных электрических величин электроэнергии применяют амперметры, вольтметры и омметры.

Амперметр замеряет ток, проходящий по цепи. Поскольку на всем замкнутом участке он не изменяется, то амперметр врезают в любом месте между источником напряжения и потребителем, создавая прохождение зарядов через измерительную головку прибора.

Вольтметром измеряют напряжение на клеммах подключенного к источнику тока потребителя.

Замеры сопротивления омметром могут выполняться только на обесточенном потребителе. Это объясняется тем, что омметр выдает калиброванное напряжение и замеряет ток, проходящий по измерительной головке, который переводится в Омы за счет деления напряжения на полученное значение тока.

Источник: https://electrik-ufa.ru/raznoe/chto-takoe-napryazhenie-elektricheskogo-toka-prostymi-slovami

Booksm
Добавить комментарий